JP2006267018A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査装置による検査結果の確認を容易にし、当該確認作業に要する時間を低減させる。
【解決手段】三次元演算手段による計測値に基づき、クリームハンダの三次元形状を示す三次元モデルデータが、三次元データ格納手段に格納される。一方、上述したように二次元実画像のデータは、二次元データ格納手段に格納される。そして、小ウインドウＷＳ４に、二次元実画像としてのパッド（クリームハンダ）の拡大画像Ｇ２を表示し、同時に、小ウインドウＷＳ５に、クリームハンダの三次元形状を示す三次元画像Ｇ３を表示する。さらに、右上の小ウインドウＷＳ６に、高さ情報を等高線にて示した三次元平面画像ＧＨ３を表示し、三次元平面画像ＧＨ３の記号Ａ及びＢで示す切断面を、小ウインドウＷＳ７，ＷＳ８にそれぞれ表示する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、プリント基板の電極パターン上に印刷されたクリームハンダの印刷状態又はハンダバンプの状態を検査するための検査装置に関する。

一般に、プリント基板上に電子部品を実装する場合、まずプリント基板上に配設された所定の電極パターン上にクリームハンダが印刷される。次に、該クリームハンダの粘性に基づいてプリント基板上に電子部品が仮止めされる。その後、前記プリント基板がリフロー炉へ導かれ、所定のリフロー工程を経ることでハンダ付けが行われる。

このような工程の途中にはハンダ検査装置が組み込まれ、電子部品の仮止めに先立ち、印刷ずれ、印刷にじみ、印刷かすれ等、クリームハンダの印刷状態が検査されている。かかる検査では、画像処理技術が用いられ、電極パターン上のクリームハンダの体積値、面積値、高さなどの情報が取得される。

そして、例えばプリント基板上におけるクリームハンダの印刷不良箇所を特定したり、また、例えば印刷不良の判定が妥当か否かを判断したりするために、ハンダ検査装置による検査結果を確認するという作業がなされている。

ところが、検査結果を数値やグラフで表す場合、瞬時にクリームハンダの形状をイメージすることが困難であり、確認作業に時間を要する結果となる。

そこで、これを解決するための手法として、印刷状態を示す画像として検査結果を表示することが考えられる。

例えば、選択した部位について三次元画像の拡大表示を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２８７６２７号公報

上述したハンダ検査装置による検査結果から三次元モデルを作成し、印刷状態を三次元画像として表示することは有効な手段ではあるが、ハンダ印刷表面には凹凸が存在するため、視点を固定した場合には、例えば凸部が手前に来ると、隠れた部分が生じることになり、確認できない部分が生じてしまう。もちろん、三次元モデルを任意の方向から見られるにように回転表示可能とすれば、確認できない部分はなくなるものの、確認作業に著しく時間を要する結果となる。

なお、この課題は、ハンダバンプの検査を行う場合にも該当するものである。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、検査装置による検査結果の確認を容易にし、当該確認作業に要する時間を低減させることにある。

以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。

手段１．計測対象物に対し、三次元計測用の光を照射する三次元計測用照射手段と、
前記三次元計測用照射手段からの照射光に基づき撮像を行う第１撮像手段と、
前記第１撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物を検査する検査手段とを備えた検査装置において、
前記計測対象物に対し、二次元撮像用の光を照射する二次元撮像用照射手段と、
前記二次元撮像用照射手段からの照射光に基づき前記計測対象物の上からの撮像を行う第２撮像手段と、
前記三次元演算手段による計測値に基づく前記計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を表示手段の表示画面に表示すると共に、前記第２撮像手段による撮像に基づく前記計測対象物の二次元実画像を前記表示手段の表示画面に表示する表示制御手段と、
を備えていることを特徴とする検査装置。

手段１に記載の検査装置では、三次元計測用照射手段が計測対象物に対し三次元計測用の光を照射し、第１撮像手段が、照射光に基づき撮像を行う。この撮像に基づき、三次元演算手段が計測対象物の三次元計測を行い、検査手段にて、計測対象物が検査される。

なお、計測対象物は、プリント基板上に印刷されたクリームハンダであることが考えられる。あるいは、ハンダバンプであることが考えられる。また、三次元計測には、位相シフト法、光切断法、空間コード法、合焦法等の任意の計測法を採用することが考えられる。以下の手段でも同様とする。

このような基本構成に加え、検査装置はさらに、二次元撮像用照射手段、第２撮像手段、及び、表示制御手段を具備してなる。

ここで、二次元撮像用照射手段が計測対象物に対し二次元撮像用の光を照射し、第２撮像手段が、照射光に基づき計測対象物の上からの撮像を行う。

そして、表示制御手段は、三次元演算手段による計測値に基づく計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を表示手段の表示画面に表示すると共に、第２撮像手段による撮像に基づく計測対象物の二次元実画像を表示手段の表示画面に表示する。

このような構成によれば、計測対象物の三次元形状を示す三次元画像が表示されるため、計測対象物の形状を瞬時に把握できる。また、上から計測対象物を撮像した二次元実画像が三次元画像と共に表示されるため、計測対象物の凹凸により三次元画像では確認できない部分が生じても、二次元実画像から当該部分の形状を推測して確認することが可能となる。その結果、検査装置による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。

なお、表示手段は、検査装置自身が備えていてもよいし、あるいは、検査装置の外部に設けられていてもよい。

手段２．計測対象物に対し、三次元計測用の光を照射する三次元計測用照射手段と、
前記三次元計測用照射手段からの照射光に基づき撮像を行う第１撮像手段と、
前記第１撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物を検査する検査手段とを備えた検査装置において、
前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物の三次元形状を特定可能な三次元データを格納するための三次元データ格納手段と、
前記計測対象物に対し、二次元撮像用の光を照射する二次元撮像用照射手段と、
前記二次元撮像用照射手段からの照射光に基づき前記計測対象物の真上からの撮像を行う第２撮像手段と、
前記第２撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の二次元実画像を、二次元データとして格納するための二次元データ格納手段と、
表示画面を有する表示手段と、
前記三次元データ格納手段に格納された三次元データに基づき、前記計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を前記表示手段の表示画面に表示すると共に、前記二次元データ格納手段に格納された二次元データに基づき、前記計測対象物の前記二次元実画像を前記表示手段の表示画面に表示する表示制御手段と
を備えていることを特徴とする検査装置。

手段２に記載の検査装置の基本構成は、上記手段１に記載の検査装置と同様である。すなわち、三次元計測用照射手段が計測対象物に対し三次元計測用の光を照射し、第１撮像手段が、この照射光に基づき撮像を行う。この撮像に基づき、三次元演算手段が計測対象物の三次元計測を行い、検査手段にて、計測対象物が検査される。

このような基本構成に加え、検査装置はさらに、三次元データ格納手段、二次元撮像用照射手段、第２撮像手段、二次元データ格納手段、表示手段、及び、表示制御手段を具備してなる。

三次元データ格納手段は、計測対象物の三次元形状を特定可能な三次元データを格納するためのものである。この三次元データは、三次元演算手段による計測値に基づいて格納される。

このような三次元データを格納する構成に加え、手段２では、二次元データを格納する構成を備えている。すなわち、二次元撮像用照射手段が計測対象物に対し二次元撮像用の光を照射し、第２撮像手段が、この照射光に基づき計測対象物の真上からの撮像を行う。この第２撮像手段による撮像に基づき、計測対象物の二次元実画像が、二次元データとして、二次元データ格納手段に格納される。

そして、表示制御手段は、三次元データ格納手段に格納された三次元データに基づき、計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を表示手段の表示画面に表示すると共に、二次元データ格納手段に格納された二次元データに基づき、計測対象物の二次元実画像を表示手段の表示画面に表示する。ここで表示手段は、例えばディスプレイ装置などとして具現化される。

このような構成によれば、計測対象物の三次元形状を示す三次元画像が表示されるため、計測対象物の形状を瞬時に把握できる。また、真上から計測対象物を撮像した二次元実画像が三次元画像と共に表示されるため、計測対象物の凹凸により三次元画像では確認できない部分が生じても、二次元実画像から当該部分の形状を推測して確認することが可能となる。その結果、検査装置による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。さらに、三次元データ格納手段及び二次元データ格納手段にデータを格納（蓄積）しているため、過去になされた検査結果をいつでも確認することができるというメリットも有する。

手段３．手段１又は２に記載の検査装置において、
前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段は、単一の撮像手段で構成されていることを特徴とする検査装置。

手段３によれば、上述した第１撮像手段及び第２撮像手段が単一の撮像手段で構成されているため、検査装置に新たに撮像機構を付加する構成と比べ、撮像機構の簡素化を図ることができ、検査装置のコストアップを抑止することができる。また、単一の撮像手段を用いれば、撮像による画像データを同一座標系で取り扱うことが可能になり、表示の際に座標変換などの処理が不要となる。結果として、制御内容の著しい簡素化を図ることができる。

なお、撮像手段を単一のものとする場合、次に示すような構成を採用してもよい。

手段４．計測対象物に対し、三次元計測用の光を照射する三次元計測用照射手段と、
前記計測対象物に対し、二次元撮像用の光を照射する二次元撮像用照射手段と、
前記三次元計測用照射手段からの照射光に基づき三次元計測のための撮像を行うと共に、前記二次元撮像用照射手段からの照射光に基づき前記計測対象物の真上からの撮像を行う撮像手段と、
前記三次元計測用照射手段による照射と前記二次元撮像用照射手段による照射とを切り替えると共に、当該照射手段の切り替えに合わせて、前記撮像手段による撮像に基づく処理を切り替える切替手段と、
前記撮像手段による三次元計測のための撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物を検査する検査手段と、
前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物の三次元形状を特定可能な三次元データを格納するための三次元データ格納手段と、
前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の二次元実画像を、二次元データとして格納するための二次元データ格納手段と、
表示画面を有する表示手段と、
前記三次元データ格納手段に格納された三次元データに基づき、前記計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を前記表示手段の表示画面に表示すると共に、前記二次元データ格納手段に格納された二次元データに基づき、前記計測対象物の前記二次元実画像を前記表示手段の表示画面に表示する表示制御手段と
を備えていることを特徴とする検査装置。

手段４では、単一の撮像手段によって、三次元計測用照射手段からの照射光に基づき三次元計測のための撮像が行われると共に、二次元撮像用照射手段からの照射光に基づき計測対象物の真上からの撮像が行われる。そして、ここでは、切替手段によって、三次元計測用照射手段による照射と二次元撮像用照射手段による照射とが切り替えられると共に、当該照射手段の切り替えに合わせて、撮像手段による撮像に基づく処理が切り替えられる。このような切替手段を設ければ、例えば撮像手段による撮像が三次元計測用のものか二次元実画像なのかを判断して後処理を行う構成と比べ、当該判断処理が必要なくなるという点において、撮像後のデータ処理が簡単になる。

手段５．手段１乃至４のいずれかに記載の検査装置において、
前記検査手段による検査結果を格納するための検査結果格納手段を備え、
前記表示制御手段は、さらに、前記検査結果格納手段に格納された検査結果を前記表示手段の表示画面に表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。

手段５では、さらに、表示制御手段によって、検査結果格納手段に格納された検査結果が表示手段の表示画面に表示可能となっている。ここで検査結果には、良／不良の判定結果及び、判定のための三次元計測結果が含まれる。このようにすれば、計測対象物の形状を例えば計測値等としても把握できるため、検査装置による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。

手段６．手段１乃至５のいずれかに記載の検査装置において、
前記表示制御手段は、前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記三次元画像として、任意設定される方向から見た場合の前記計測対象物の立体画像を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。

手段６では、上述した三次元画像として、三次元演算手段による計測値に基づき、任意設定される方向から見た場合の計測対象物の立体画像が表示可能となっている。このような立体画像を表示すれば、二次元実画像の表示と相まって、計測対象物の形状を瞬時に把握できる可能性が高くなる。その結果、検査装置による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。

手段７．手段１乃至６のいずれかに記載の検査装置において、
前記表示制御手段は、前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記三次元画像として、高さの情報が示された前記計測対象物の平面画像を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。

手段７では、上述した三次元画像として、三次元演算手段による計測値に基づき、高さの情報が示された計測対象物の平面画像が表示可能となっている。このような平面画像を表示すれば、二次元実画像の表示と相まって、計測対象物の形状を瞬時に把握できる可能性が高くなる。その結果、検査装置による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。なお、高さの情報は、等高線や、高さ区分の色分け等で示すことが考えられる。

手段８．手段１乃至７のいずれかに記載の検査装置において、
前記表示制御手段は、前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物における高さ方向の切断面を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。

手段８によれば、計測対象物の高さ方向の切断面が表示可能となっているため、二次元実画像の表示と相まって、計測対象物の形状を瞬時に把握できる可能性がより高くなる。その結果、検査装置による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。

なお、表示される切断面が計測対象物のどの部分の切断面であるのかを分かり易くするため、上記二次元実画像や上記平面画像を表示可能な構成では当該平面画像に対応させ、例えば二次元実画像や平面画像に重ねて表示される所定ラインの切断面であるという具合に、切断面を表示するようにしてもよい。このとき、二次元実画像のデータには高さ情報が存在しないが、三次元演算手段による計測値を用いることにより、二次元実画像に対応させて高さ方向の切断面を表示することも可能となる。

手段９．手段１乃至８のいずれかに記載の検査装置において、
前記検査手段にて不良判定がなされた計測対象物についてのみ、前記二次元データを前記二次元データ格納手段に格納すると共に、前記三次元データを前記三次元データ格納手段に格納するよう構成されており、
前記表示制御手段は、前記検査手段にて不良判定された計測対象物についてのみ、前記三次元画像と共に前記二次元実画像を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。

手段９では、検査手段にて不良判定された計測対象物について、三次元画像と共に二次元画像が表示可能となっている。これは、検査結果の確認が必要となるのは不良判定がなされた場合に多い、という技術思想に基づくものである。手段９によれば、検査手段にて不良判定がなされた計測対象物についてのみ、二次元データが二次元データ格納手段に格納され、三次元データが三次元データ格納手段に格納される。結果として、二次元データ格納手段及び三次元データ格納手段の記憶容量が膨大化するという事態を回避することができる。

手段１０．手段１乃至９のいずれかに記載の検査装置において、
少なくとも前記三次元計測用照射手段、前記第１撮像手段、前記三次元演算手段、及び前記検査手段を備える検査ユニットと、
前記検査ユニットとは別体として構成され、少なくとも前記表示制御手段を備える結果確認ユニットとを具備してなることを特徴とする検査装置。

手段１０では、検査装置が、少なくとも三次元計測用照射手段、第１撮像手段、三次元演算手段、及び検査手段を備える検査ユニットと、検査ユニットとは別体として構成され、少なくとも表示制御手段を備える結果確認ユニットとを具備してなる。この場合、他の手段については、検査ユニットが備えていてもよいし、結果確認ユニットが備えていてもよいし、あるいは、これらのユニットとは別のユニットが備えていてもよい。そして、検査ユニットと結果確認ユニットとは、例えばネットワークを介して接続される。このように検査機能と結果確認機能とを別ユニットで実現することにより、結果の確認が、検査場所から離れた場所で可能となる。また、結果の確認には検査とは別の制御装置を使用することにより、検査に支障を来さない構成、すなわち検査と並行して検査結果を確認可能な構成とすることができる。もちろん、検査ユニット及び結果確認ユニットの両方が表示制御手段を備える構成としてもよい。この場合、検査ユニットにおいても結果確認が可能となる。

手段１１．手段１乃至１０のいずれかに記載の検査装置において、
情報を入力するための入力手段を備え、
前記表示制御手段は、選択対象となる前記計測対象物を特定するための特定情報を前記表示手段に表示可能となっており、前記入力手段を介し前記特定情報により前記計測対象物が選択されると、前記三次元画像と共に、当該三次元画像に対応させ、前記二次元実画像を表示するよう構成されていることを特徴とする検査装置。

手段１１によれば、選択対象となる計測対象物を特定するための特定情報を表示手段に表示可能となっており、入力手段を介し特定情報により計測対象物が選択されると、三次元画像と共に、当該三次元画像に対応させて、二次元実画像が表示される。例えば、計測対象物がプリント基板上の電極パターンに印刷されたクリームハンダである場合、特定情報としては、クリームハンダの印刷されたパッドの情報であることが考えられる。このように計測対象物を表示手段の表示に基づいて選択できるようにすれば、表示対象の計測対象物の選択が容易になる。

なお、計測対象物を特定するための特定情報として、計測対象物そのものの情報を表示することも考えられる。

手段１２．手段１１に記載の検査装置において、
前記表示制御手段は、基板上の電極パターンに合わせて設定される設定枠を表示可能となっており、前記入力手段を介して前記設定枠が選択されると、当該設定枠内に存在する前記計測対象物の特定情報を前記表示手段に表示するよう構成されていることを特徴とする検査装置。

上述したように計測対象物をプリント基板上のクリームハンダとした場合、基板上には、クリームハンダの印刷された膨大な数のパッドが存在する。この点、手段１２によれば、基板上の電極パターンに合わせて設定される設定枠を表示可能となっており、入力手段を介して設定枠が選択されると、当該設定枠内に存在する計測対象物の特定情報が表示手段に表示される。したがって、計測対象物の数が膨大な数である場合にも、当該計測対象物の選択が容易になる。

以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、検査装置１は、基台２を備えているとともに、基台２上には、Ｘ軸移動機構３及びＹ軸移動機構４が設けられている。Ｙ軸移動機構４上には、レール１０が配設されており、該レール１０上に基板としてのプリント基板Ｋが載置されるようになっている。そして、Ｘ軸移動機構３及びＹ軸移動機構４が作動することで、プリント基板ＫがＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するようになっている。

検査装置１はまた、三次元計測用照射手段５と、「撮像手段（第１撮像手段、第２撮像手段）」としてのＣＣＤカメラ（例えばカラーカメラ）６と、ＣＣＤカメラ６に対し電気的に接続された制御手段７とを備えている。三次元計測用照射手段５は、クリームハンダの三次元計測に際し、プリント基板Ｋの表面に対し斜め上方から所定の光パターンを照射するように構成されている。ＣＣＤカメラ６は、プリント基板Ｋの真上に配置され、プリント基板Ｋ上の前記光パターンの照射された部分を撮像可能となっている。

そして、制御手段７では、ＣＣＤカメラ６にて撮像されたプリント基板Ｋの画像データ（三次元計測用照射手段５からの光パターンに基づく撮像）に基づき画像処理が行われ、最初に二次元計測（主として面積計測）が行われるようになっている。その後、その二次元計測された各種値に基づいて、クリームハンダに関する検査が行われる。次に三次元計測方法によって、クリームハンダの三次元計測（主として高さ計測及び体積計測）が行われるようになっている。その後、その三次元計測された各種値に基づいて、クリームハンダに関する検査が行われる。したがって、制御手段７が「検査手段」に相当する。なお、ここでは詳細な説明は行わないが、本実施形態における三次元計測に際しては、位相シフト法、光切断法、空間コード法、合焦法等、任意の計測方法が適宜採用される。

また、本実施形態においては、検査とは直接的に関係なく、ＣＣＤカメラ６にてプリント基板Ｋが真上から撮像される。ここで撮像されるイメージが「二次元実画像」に相当する。二次元実画像を得るための構成として、図１に示すように、二次元撮像用照射手段１１を備えている。二次元撮像用照射手段１１は、リングライトで構成されている。つまり、二次元実画像を得るにあたっては、二次元撮像用照射手段１１から照射される光に基づいてプリント基板Ｋ（クリームハンダ）をＣＣＤカメラ６にて撮像するのである。二次元撮像用照射手段１１から照射される光の波長は特に限定されないが、プリント基板Ｋ上のレジストの存在する領域において乱反射が起こりにくく、プリント基板Ｋ上においてクリームハンダが鮮明に撮像可能なものを選択する。

次に、制御手段７を中心とする検査装置１の電気的構成について説明する。

図２に示すように、検査装置１は、ＣＣＤカメラ６の撮像タイミング等を制御して撮像を実行する撮像制御手段２１、三次元計測用照射手段５及び二次元撮像用照射手段１１を制御する照射制御手段２２、検査のための撮像と二次元実画像取得のための撮像とを切り替える切替手段２３、Ｘ軸移動機構３を制御するＸ軸移動制御手段２４、及び、Ｙ軸移動機構４を制御するＹ軸移動制御手段２５を備えている。

ここで、制御手段７は、切替手段２３を介して、照射制御手段２２に接続されている。また、切替手段２３は、制御手段７からの制御信号に基づき、採用する照射手段５，１１を切り替える。照射制御手段２２は、制御手段７から切替手段２３を介して送出される制御信号に基づき、照射の実行制御を行う。

さらに、制御手段７は、切替手段２３を介して、撮像制御手段２１に接続されている。撮像制御手段２１は、前記制御手段７から切替手段２３を介して送出される制御信号に基づき、ＣＣＤカメラ６による撮像の実行制御を行う。ここで切替手段２３は、制御手段７からの制御信号に基づき、採用する照射手段５，１１に合わせて、撮像制御手段２１から出力される画像データの送出先を切り替える。

さらにまた、制御手段７はＸ軸移動制御手段２２及びＹ軸移動制御手段２３に接続されており、これらＸ軸移動制御手段２２及びＹ軸移動制御手段２３は、制御手段７からの制御信号に基づき、前記Ｘ軸移動機構３及びＹ軸移動機構４を適宜駆動制御する。これによって、プリント基板ＫがＸ軸方向、Ｙ軸方向へと適宜移動させられる。

また、検査装置１は、キーボードやマウス、あるいは、タッチパネルで構成される入力手段２６、ＣＲＴや液晶などの表示画面を有する表示手段２７、三次元計測等の検査のための撮像に基づいてクリームハンダの高さや体積の計測を行う三次元演算手段２８、検査結果を格納するための検査結果格納手段２９、三次元計測から得られるプリント基板Ｋの三次元データを格納するための三次元データ格納手段３０、プリント基板Ｋの二次元データ（二次元実画像データ）を格納するための二次元データ格納手段３１、及び、外部装置へ三次元データ及び二次元データを転送可能な転送手段３２を備えている。なお、これら各手段２６〜３２は、制御手段７に対し電気的に接続されている。

次に、上記のように構成されてなる検査装置１における作用を、制御手段７によって行われる制御内容を中心として説明する。

制御手段７は、切替手段２３を介して照射制御手段２２を制御し、検査のための撮像を行う場合には、三次元計測用照射手段５によりプリント基板Ｋに対し所定の光パターンを照射する。また、二次元実画像を得るための撮像を行う場合には、二次元撮像用照射手段１１によりプリント基板Ｋに対し撮像用の光を照射する。これと共に、制御手段７は、切替手段２３を介して撮像制御手段２１を制御し、検査のための撮像にあたっては、ＣＣＤカメラ６からの画像データを、三次元演算手段２８に取り込む。また、二次元実画像を得るための撮像にあたっては、ＣＣＤカメラ６からの画像データを、二次元データ格納手段３１に取り込む。なお、制御手段７は、Ｘ軸移動制御手段２２及びＹ軸移動制御手段２３を介して、前記Ｘ軸移動機構３及びＹ軸移動機構４を適宜駆動制御する。これにより、プリント基板Ｋの所定領域が順次撮像されることになる。

制御手段７は、上述したように、検査のための撮像に基づき、最初に二次元計測（主として面積計測）を行い、その二次元計測した各種値に基づいて、クリームハンダに関する検査を行う。また、三次元計測方法によって、クリームハンダの三次元計測（主として高さ計測及び体積計測）を行い、その三次元計測された各種値に基づいて、クリームハンダに関する検査を行う。ここで三次元計測のための演算処理を行うのが、上記三次元演算手段２８である。そして、二次元計測及び三次元計測の各種値が基準値を満たしていない場合には、不良品との判定がなされる。不良品判定されたプリント基板Ｋは、例えば図示しない排出機構によって排出される。

本実施形態では、良／不良の判定に関係なく、制御手段７は、検査結果を検査結果格納手段２９に格納する。また、本実施形態において、三次元演算手段２８による計測値に基づき、クリームハンダの三次元形状を示す三次元モデルデータが、三次元データ格納手段３０に格納される。三次元モデルデータは、形状を直接的に示すＣＡＤデータ等である。もちろん、形状を特定可能な三次元データであればよい。一方、上述したように二次元実画像のデータは、二次元データ格納手段３１に格納される。

そして、三次元データ格納手段３０及び二次元データ格納手段３１に格納されたデータに基づき、制御手段７は、表示処理を実行可能となっている。そこで次に、表示処理について、図３のフローチャート及び、図４、図５の説明図に基づき、説明する。この表示処理は、表示手段２７の表示画面に表示される「計測」ボタンが選択操作されることで繰り返し実行されるものである。「計測」ボタンの選択は、入力手段２６を介してなされるが、例えばマウス等のポインティングデバイスで選択されたり、あるいは、表示手段２７と一体に構成されたタッチパネルで選択されたりする構成が考えられる。

最初のステップ（以下、ステップを単に記号Ｓで示す）１００において、プリント基板Ｋの画像を表示する。具体的には図４に示すように、ウインドウＷＬ１を表示する。このウインドウＷＬ１は複数に分割された小ウインドウＷＳ１，ＷＳ２，ＷＳ３からなる。そして、左上の小ウインドウＷＳ１に、予め用意されたプリント基板Ｋの画像（プリント基板画像）ＫＧを表示する。当該画像ＫＧは、ＣＣＤカメラ６で撮像されたものとしてもよいし、別の撮像機構によって撮像されたものとしてもよい。そして制御手段７は、プリント基板Ｋの電極パターンに合わせて設定枠４１を表示する。上述したＣＣＤカメラ６による撮像は、この設定枠４１の単位で行われる。なお、図４では、電極パターンを省略し、また、設定枠４１についても模式的に示している。

続くＳ１１０では、設定枠４１が選択されたか否かを判断する。設定枠４１の選択は、入力手段２６を介してなされるが、上述した「計測」ボタンの選択と同様、例えばマウス等のポインティングデバイスで選択されたり、あるいは、例えば表示手段２７と一体に構成されたタッチパネルで選択されたりする構成が考えられる。以下、表示画面上での選択については同様とする。ここで設定枠４１が選択されたと判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２０にて、設定枠４１に対応する画像を表示する。例えば、図４に示すように、記号ａで示す設定枠４１が選択された場合、小ウインドウＷＳ１の下方の小ウインドウＷＳ２に、設定枠４１に対応する二次元画像が表示される。この二次元画像は、二次元データ格納手段３１に格納された二次元データに基づいて表示される。この画像には、複数のパッド部分４２が含まれているものとして説明を続ける。その後、Ｓ１３０へ移行する。一方、設定枠４１が選択されていないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１２０の処理を実行せず、Ｓ１３０へ移行する。

Ｓ１３０では、小ウインドウＷＳ２に表示されているパッド部分４２が選択されたか否かを判断する。ここでパッド部分４２が選択されたと判断された場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４０にて、選択されたパッド部分４２の画像を拡大表示し、その後、Ｓ１５０へ移行する。図４に示す例においては、記号ｂで示すパッド部分４２が選択されており、右側の小ウインドウＷＳ３に、パッド部分４２の拡大画像Ｇ２が表示されている。拡大画像Ｇ２において、パッド部分４２の内部には、印刷されたクリームハンダ４３が示されている。この拡大画像Ｇ２は、二次元データ格納手段３１に格納された二次元データに基づく画像を拡大表示したものであり、カラー平面画像である。一方、パッド部分４２が選択されていないと判断された場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、Ｓ１４０の処理を実行せず、Ｓ１５０へ移行する。

Ｓ１５０では、小ウインドウＷＳ３に表示されている拡大画像Ｇ２が選択されたか否かを判断する。ここで拡大画像Ｇ２が選択されたと判断された場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０へ移行する。一方、拡大画像Ｇ２が選択されていないと判断された場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、以降の処理を実行せず、本表示処理を終了する。

Ｓ１６０では、拡大画像Ｇ２を別のウインドウに表示する。具体的には図５に示すように、新たなウインドウＷＬ２を表示する。このウインドウＷＬ２は、複数に分割された小ウインドウＷＳ４，ＷＳ５，ＷＳ６，ＷＳ７，ＷＳ８からなる。そして、左上の小ウインドウＷＳ４に、パッドの拡大画像Ｇ２を表示する。この拡大画像Ｇ２が「二次元実画像」に相当する。この拡大画像Ｇ２が、カラー平面画像であることは既に述べた。

続くＳ１７０では、三次元画像Ｇ３を表示する。具体的には図５に示すように、小ウインドウＷ４の下方の小ウインドウＷＳ５に、例えばワイヤーフレームにて三次元形状を示す三次元画像Ｇ３を表示する。この三次元画像Ｇ３が「立体画像（三次元画像）」に相当する。この三次元画像Ｇ３は、三次元データ格納手段３０に格納される三次元データに基づいて表示され、任意方向から見られるように回転させて表示可能となっている。なお、図５では、煩雑になることを避けるため、この立体画像を模式的に図示している。

次のＳ１８０では、三次元平面画像ＧＨ３を表示する。具体的には図５に示すように、右上の小ウインドウＷＳ６に、高さ情報を等高線にて示した三次元平面画像ＧＨ３を表示する。この画像ＧＨ３は、平面画像ではあるが、高さ情報を含むものであり、三次元データ格納手段３０に格納された三次元データに基づいて表示される。この三次元平面画像ＧＨ３が「平面画像（三次元画像）」に相当する。なお、ここでは、等高線にて高さ情報を示しているが、高さ情報を示す表示であれば特に限定されない。例えば、高さ区分毎の色分けによって高さ情報を示すようにしてもよい。

続くＳ１９０では、断面を表示する。具体的には図５に示すように、三次元平面画像ＧＨ３の短手方向における記号Ａで示す切断面を、小ウインドウＷＳ６の左側の小ウインドウＷＳ７に表示する。また、長手方向における記号Ｂで示す切断面を、小ウインドウＷＳ６の下側の小ウインドウＷＳ８に表示する。

なお、このような表示処理を実行する制御手段７が「表示制御手段」に相当する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、良／不良の判定に関係なく、三次元演算手段２８による計測値に基づき、クリームハンダの三次元形状を示す三次元モデルデータが、三次元データ格納手段３０に格納される。一方、上述したように二次元実画像のデータは、二次元データ格納手段３１に格納される。そして、図５に示すように、左上の小ウインドウＷＳ４に、二次元実画像としてのパッド（クリームハンダ）の拡大画像Ｇ２が表示される（図３中のＳ１６０）。同時に、小ウインドウＷ４の下方の小ウインドウＷＳ５に、クリームハンダの三次元形状を示す三次元画像Ｇ３が表示される（Ｓ１７０）。さらに、右上の小ウインドウＷＳ６に、高さ情報を等高線にて示した三次元平面画像ＧＨ３が表示され（Ｓ１８０）、三次元平面画像ＧＨ３の短手方向における記号Ａで示す切断面が、小ウインドウＷＳ６の左側の小ウインドウＷＳ７に、また長手方向における記号Ｂで示す切断面が、小ウインドウＷＳ６の下側の小ウインドウＷＳ８に表示される（Ｓ１９０）。

このようにクリームハンダの三次元形状を示す三次元画像Ｇ３が表示されるため、クリームハンダの形状を瞬時に把握できる。また、真上からクリームハンダを撮像した二次元実画像Ｇ２が三次元画像Ｇ３と同時に表示されるため、クリームハンダの凹凸により三次元画像Ｇ３では確認できない部分が生じても、二次元実画像Ｇ２から当該部分の形状を推測して確認することが可能となる。しかも、高さ情報を等高線にて示した三次元平面画像ＧＨ３が表示され、また、三次元平面画像ＧＨ３の高さ方向の切断面が表示可能となっているため、三次元画像Ｇ３、三次元平面画像ＧＨ３、さらには切断面の表示により、二次元実画像Ｇ２の表示と相まって、クリームハンダの形状を瞬時に把握できる可能性がより高くなる。その結果、検査装置１による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。

なお、三次元データ格納手段３０及び二次元データ格納手段３１にデータを格納（蓄積）しているため、過去になされた検査結果をいつでも確認することができるというメリットも有する。

また、本実施形態では、単一の撮像手段として、１台のＣＣＤカメラ６を採用している。これによって、検査装置１に新たに撮像機構を付加する構成と比べ、撮像機構の簡素化を図ることができ、検査装置１のコストアップを抑止することができる。また、１台のＣＣＤカメラ６を用いれば、撮像を同一座標系で取り扱うことができ、表示の際に座標変換などの処理が不要となる。そして、制御装置７に電気的に接続された切替手段２３を具備しており、切替手段２３は、制御手段７からの制御信号に基づき、採用する照射手段５，１１を切り替えると共に、照射手段５，１１に合わせて、撮像制御手段２１から出力される画像データの送出先を切り替える。その結果、ＣＣＤカメラ６による撮像が検査用の撮像なのか二次元実画像なのかを判断して後処理を行う構成と比べ、当該判断処理が必要なくなるという点において、撮像後のデータ処理が簡単になる。

さらにまた、本実施形態では、表示手段２７において小ウインドウＷＳ１に表示される設定枠４１を、入力手段２６を介して選択することによって（図３中のＳ１１０：ＹＥＳ）、設定枠４１内に存在するパッド部分４２が、小ウインドウＷＳ２に表示される（Ｓ１２０）。そして、入力手段２６を介してこのバッド部分４２を選択することによって拡大画像Ｇ２が表示され（Ｓ１３０：ＹＥＳ，Ｓ１４０）、この拡大画像Ｇ２を選択することによって（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、図５に示したようなクリームハンダの表示がなされる（Ｓ１６０〜Ｓ１９０）。これによって、プリント基板Ｋ上のパッド（クリームハンダ）の数が膨大である場合であっても、クリームハンダの選択が容易になる。

尚、上述した実施の形態の記載内容に限定されることなく、例えば次のように実施してもよい。

（ａ）上記実施形態では、特に検査結果（良／不良の判定結果、三次元計測結果など）の表示手段２７を介した表示については述べていないが、例えば図４中に二点鎖線で示す領域Ｒ１や図５中に二点鎖線で示す領域Ｒ２等に、検査結果を表示するようにしてもよい。このようにすれば、クリームハンダの形状を例えば計測値等としても把握できるため、検査装置１による検査結果の確認が容易になり、当該確認作業に要する時間を低減させることができる。なお、クリームハンダの形状の把握という観点からは、三次元画像Ｇ３や二次元実画像Ｇ２と共に表示することが望ましい（図５参照）。

（ｂ）上記実施形態では良／不良の判定に関係なく三次元データ及び二次元データを格納していたが、不良判定されたクリームハンダについての二次元データ（二次元実画像データ）及び三次元データ（三次元モデルデータ）を格納するようにしてもよい。このようにすれば、二次元データ格納手段３１及び三次元データ格納手段３０の記憶容量が膨大化するという事態を回避することができる。

（ｃ）上記実施形態では転送手段３２を具備する構成について述べた。この転送手段３２を用い、二次元データ格納手段３１及び三次元データ格納手段３０に格納されたデータを外部装置へ転送し、上述の表示処理（図３参照）を当該外部装置にて実行する構成としてもよい。検査装置１と外部装置とは例えばＬＡＮ等によって接続することが考えられる。このようにすれば、検査結果の確認が、検査場所から離れた場所で可能となる。また、外部装置の制御装置にて表示処理を実行するようにすれば、検査装置１による検査と並行して検査結果を確認することができる。なお、この場合、検査装置１が「検査ユニット」に相当し、外部装置が「結果確認ユニット」に相当し、検査装置１及び外部装置が「検査装置」を構成する。そして、外部装置の制御装置が「表示制御手段」に相当する。もちろん、検査装置１の制御手段７と外部装置の制御装置との両方で表示処理を実行可能な構成とすることもできる。

（ｄ）上記実施形態では、三次元画像Ｇ３、二次元実画像Ｇ２、三次元平面画像ＧＨ３、及び、当該三次元平面画像ＧＨ３の切断面を表示しているが、少なくとも三次元形状を示す三次元の画像と共に二次元実画像が表示される構成であればよい。つまり、上記実施形態でいえば、三次元画像Ｇ３及び三次元平面画像ＧＨ３のうちの少なくとも一方と二次元実画像とが表示される構成であればよく、例えば切断面の表示等がなされない構成としてもよい。

（ｅ）上記実施形態では三次元平面画像ＧＨ３における切断面が表示される構成であったが、二次元実画像Ｇ２における切断面を表示可能な構成としてもよい。この場合、二次元実画像Ｇ２自体は高さ情報を有していないため、例えば三次元データ格納手段３０に格納された三次元モデルデータから高さ情報を取得することが考えられる。

（ｆ）上記実施形態ではプリント基板Ｋに印刷されるクリームハンダを計測対象物としているが、ハンダによる突起であるハンダバンプを計測対象物として実施することも可能である。

実施形態における検査装置を模式的に示す概略斜視図である。 検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 表示処理を示すフローチャートである。 表示処理による表示画面を例示する説明図である。 表示処理による表示画面を例示する説明図である。

符号の説明

１…検査装置、５…三次元計測用照射手段、６…撮像手段としてのＣＣＤカメラ、７…制御手段、１１…二次元撮像用照射手段、２３…切替手段、２６…入力手段、２７…表示手段、２８…三次元演算手段、２９…検査結果格納手段、３０…三次元データ格納手段、３１…二次元データ格納手段、３２…転送手段、４１…設定枠、４２…パッド部分、４３…クリームハンダ（画像）、Ｇ２…二次元実画像（拡大画像）、Ｇ３…三次元画像、ＧＨ３…三次元平面画像。

Claims (12)

1. 計測対象物に対し、三次元計測用の光を照射する三次元計測用照射手段と、
   前記三次元計測用照射手段からの照射光に基づき撮像を行う第１撮像手段と、
   前記第１撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
   前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物を検査する検査手段とを備えた検査装置において、
   前記計測対象物に対し、二次元撮像用の光を照射する二次元撮像用照射手段と、
   前記二次元撮像用照射手段からの照射光に基づき前記計測対象物の上からの撮像を行う第２撮像手段と、
   前記三次元演算手段による計測値に基づく前記計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を表示手段の表示画面に表示すると共に、前記第２撮像手段による撮像に基づく前記計測対象物の二次元実画像を前記表示手段の表示画面に表示する表示制御手段と、
   を備えていることを特徴とする検査装置。
2. 計測対象物に対し、三次元計測用の光を照射する三次元計測用照射手段と、
   前記三次元計測用照射手段からの照射光に基づき撮像を行う第１撮像手段と、
   前記第１撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
   前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物を検査する検査手段とを備えた検査装置において、
   前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物の三次元形状を特定可能な三次元データを格納するための三次元データ格納手段と、
   前記計測対象物に対し、二次元撮像用の光を照射する二次元撮像用照射手段と、
   前記二次元撮像用照射手段からの照射光に基づき前記計測対象物の真上からの撮像を行う第２撮像手段と、
   前記第２撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の二次元実画像を、二次元データとして格納するための二次元データ格納手段と、
   表示画面を有する表示手段と、
   前記三次元データ格納手段に格納された三次元データに基づき、前記計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を前記表示手段の表示画面に表示すると共に、前記二次元データ格納手段に格納された二次元データに基づき、前記計測対象物の前記二次元実画像を前記表示手段の表示画面に表示する表示制御手段と
   を備えていることを特徴とする検査装置。
3. 請求項１又は２に記載の検査装置において、
   前記第１撮像手段及び前記第２撮像手段は、単一の撮像手段で構成されていることを特徴とする検査装置。
4. 計測対象物に対し、三次元計測用の光を照射する三次元計測用照射手段と、
   前記計測対象物に対し、二次元撮像用の光を照射する二次元撮像用照射手段と、
   前記三次元計測用照射手段からの照射光に基づき三次元計測のための撮像を行うと共に、前記二次元撮像用照射手段からの照射光に基づき前記計測対象物の真上からの撮像を行う撮像手段と、
   前記三次元計測用照射手段による照射と前記二次元撮像用照射手段による照射とを切り替えると共に、当該照射手段の切り替えに合わせて、前記撮像手段による撮像に基づく処理を切り替える切替手段と、
   前記撮像手段による三次元計測のための撮像に基づき、前記計測対象物の三次元計測を行う三次元演算手段と、
   前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物を検査する検査手段と、
   前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物の三次元形状を特定可能な三次元データを格納するための三次元データ格納手段と、
   前記撮像手段による撮像に基づき、前記計測対象物の二次元実画像を、二次元データとして格納するための二次元データ格納手段と、
   表示画面を有する表示手段と、
   前記三次元データ格納手段に格納された三次元データに基づき、前記計測対象物の三次元形状を示す三次元画像を前記表示手段の表示画面に表示すると共に、前記二次元データ格納手段に格納された二次元データに基づき、前記計測対象物の前記二次元実画像を前記表示手段の表示画面に表示する表示制御手段と
   を備えていることを特徴とする検査装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の検査装置において、
   前記検査手段による検査結果を格納するための検査結果格納手段を備え、
   前記表示制御手段は、さらに、前記検査結果格納手段に格納された検査結果を前記表示手段の表示画面に表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の検査装置において、
   前記表示制御手段は、前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記三次元画像として、任意設定される方向から見た場合の前記計測対象物の立体画像を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の検査装置において、
   前記表示制御手段は、前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記三次元画像として、高さの情報が示された前記計測対象物の平面画像を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の検査装置において、
   前記表示制御手段は、前記三次元演算手段による計測値に基づき、前記計測対象物における高さ方向の切断面を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の検査装置において、
   前記検査手段にて不良判定がなされた計測対象物についてのみ、前記二次元データを前記二次元データ格納手段に格納すると共に、前記三次元データを前記三次元データ格納手段に格納するよう構成されており、
   前記表示制御手段は、前記検査手段にて不良判定された計測対象物についてのみ、前記三次元画像と共に前記二次元実画像を表示可能に構成されていることを特徴とする検査装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の検査装置において、
    少なくとも前記三次元計測用照射手段、前記第１撮像手段、前記三次元演算手段、及び前記検査手段を備える検査ユニットと、
    前記検査ユニットとは別体として構成され、少なくとも前記表示制御手段を備える結果確認ユニットとを具備してなることを特徴とする検査装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の検査装置において、
    情報を入力するための入力手段を備え、
    前記表示制御手段は、選択対象となる前記計測対象物を特定するための特定情報を前記表示手段に表示可能となっており、前記入力手段を介し前記特定情報により前記計測対象物が選択されると、前記三次元画像と共に、当該三次元画像に対応させ、前記二次元実画像を表示するよう構成されていることを特徴とする検査装置。
12. 請求項１１に記載の検査装置において、
    前記表示制御手段は、基板上の電極パターンに合わせて設定される設定枠を表示可能となっており、前記入力手段を介して前記設定枠が選択されると、当該設定枠内に存在する前記計測対象物の特定情報を前記表示手段に表示するよう構成されていることを特徴とする検査装置。
    

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